一种圆周曲面的加工切削机床的制作方法

本发明涉及一种机械加工设备，尤其涉及一种圆周曲面的加工切削机床。

背景技术：

针对一些筒状异形件，其端面非平齐面，为不规则圆周曲面，例如呈马鞍状的曲面，其前后两侧上翘，左右两侧内陷，且呈S形曲线，现有的机械切削机床无法进行加工。都采用数控机床进行加工，数控机床加工精度高、速度快，但成本高，一台数控机床少则70万，针对一些精度要求不高且端面异形的工件来说，无形中增加很大的加工成本。因此设计一台对不规则圆周曲面的加工机床尤为必要。

技术实现要素：

本发明的目的就在于提供一种解决了上述问题，实现圆周曲面的加工切削机床。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种圆周曲面的加工切削机床，包括机床，所述机床上设有待加工工件定位工装和可调节的刀具定位工装，所述待加工工件定位工装主要由转动轴、导向装置和端面为圆周曲面的标准件组成，所述标准件通过固定装置固定于机床上，所述导向装置一端设有滚轴，另一端固定于转动轴上，所述滚轴随着转动轴转动沿标准件圆周曲面转动，所述转动轴远离导向装置一端设有固定待加工工件的固定爪盘，所述刀具安装于刀具定位工装上，且位于待加工工件的加工面上，所述转动轴、标准件、待加工工件位于同一轴心线上。

作为优选，所述转动轴由第一转动轴、轴筒和第二转动轴组成，所述轴筒后端套装于第一转动轴前端，第一转动轴后端穿过标准件中部于机床上的转动装置连接，所述导向装置固定于轴筒后端，轴筒前端与第二转动轴后端固定连接，所述轴筒外套装有套筒，所述套筒固定于机架上，所述轴筒前端横向设有压缩弹簧，压缩弹簧位于套筒内。

作为优选，所述套筒前端设有压板，所述压缩弹簧位于压板轴筒之间。

作为优选，所述套筒上设有油路和供油装置，所述供油装置通过油路与套筒内部连通。

作为优选，所述转动装置由驱动电机、旋转爪盘、定位轴和联轴器组成，所述定位轴前端通过联轴器与第一转动轴后端连接，定位轴后端卡接于旋转爪盘上，所述驱动电机带动旋转爪盘转动。

作为优选，所述第一转动轴、轴筒、套筒、第二转动轴、压缩弹簧、定位轴和联轴器位于同一轴心线上。

作为优选，所述固定装置由定位基座、抱箍构成，定位基座固定于机床上，所述抱箍夹持于标准件后端，抱箍通过紧固螺栓固定于定位基座上。

作为优选，所述套筒与固定标准件的固定装置之间设有定位连接件，所述定位连接杆两端分别与套筒、定位基座焊接。

作为优选，所述刀具定位工装由工装基座、刀具基座、刀具夹持座构成，所述机床延其长度方向设有横向丝杆，工装基座通过横向丝杆沿机床横向方向移动，所述工装基座上设有纵向丝杆，刀具基座通过纵向丝杆沿机床纵向方向移动，所述工装基座与机床之间、以及工装基座与刀具基座之间均设有定位导向槽，所述刀具夹持座设置于刀具基座上。

作为优选，所述刀具夹持座与刀具基座转动连接，在刀具夹持座与刀具基座之间还设有紧固装置，刀具夹持座通过紧固装置与刀具基座限位固定。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明通过机械化机床实现了筒状工装的端面不规则圆周曲面的加工，通过待加工工件定位工装，实现了待加工工件精准按不规则圆周曲面进退，通过可调节的刀具定位工装，对其加工端面进行切削加工。本发明操作简单、使用方便、大大节约了设备成本，减少技术难度及技工成本。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明俯视图。

图中：1、机床；2、标准件；3、待加工工件；4、第一转动轴；5、导向装置；6、轴筒；7、套筒；8、压缩弹簧；9、第二转动轴；10、固定爪盘；11、抱箍；12、定位基座；13、驱动电机；14、旋转爪盘；15、定位轴；16、联轴器；17、工装基座；18、刀具基座；19、刀具夹持座；20、横向丝杆；21、纵向丝杆。

具体实施方式

下面将对本发明作进一步说明。

实施例1：参见图1、图2，一种圆周曲面的加工切削机床，包括机床1，所述机床1上设有待加工工件3定位工装和可调节的刀具定位工装，所述待加工工件3定位工装主要由转动轴、导向装置5和端面为圆周曲面的标准件2组成，所述标准件2通过固定装置固定于机床1上，所述导向装置5一端设有滚轴，另一端固定于转动轴上，所述滚轴随着转动轴转动沿标准件2圆周曲面转动，所述转动轴远离导向装置5一端设有固定待加工工件3的固定爪盘10，所述刀具安装于刀具定位工装上，且位于待加工工件3的加工面上，所述转动轴、标准件2、待加工工件3位于同一轴心线上。

工作时，驱动第一转动轴4、轴筒6和第二转动轴9同步转动，带动导向装置5上的滚轴沿标准件2圆周曲面滚动，因轴筒6和第二转动轴9的轴向弹性，导向装置5将标准件2端面曲线起伏情况，转化成转动轴前进与后退的进退量，使转动轴前端的待加工工件3按标准件2的端面形状形成前后运动的运动轨迹，通过调整在刀具的纵向进步量，实现从待加工工件3外壁到内壁进步量切削，最终形成与标准件2端面形状相同的工件端面。实现了机械机床1的不规则圆周曲面的加工切削，机床1设备成本只需10万，随着产量化还可降低，相比数控机床170万的成本支出获利颇丰。而且机床1操控简单，启动转轴后，当待加工工件3外壁的切割量满足时，调整刀具纵向进步量即可，操作简单，技术难度小，与无需专业的数控机床1操作工。加工精度虽然没有数控机床1高，但能解决一些精度要求不高，且需求量很大的工件曲面切割。

本发明最大的难点在于，由于圆筒状的工件端面较窄，要确保导向装置5 在设备切割、振动、转动过程中，导向装置5准确的沿圆周曲面转动，且不会偏移脱落是技术关键。

所述转动轴由第一转动轴4、轴筒6和第二转动轴9组成，所述轴筒6后端套装于第一转动轴4前端，第一转动轴4后端穿过标准件2中部于机床1上的转动装置连接，所述导向装置5固定于轴筒6后端，轴筒6前端与第二转动轴9 后端固定连接，所述轴筒6外套装有套筒7，所述套筒7固定于机架上，所述轴筒6前端横向设有压缩弹簧8，压缩弹簧8位于套筒7内。

其中固定标准件2的固定装置，使标准件2平稳固定于机床1上，标准件2 与第一转动轴4不接触，固定装置上开设有轴孔，第一转动轴4穿过轴孔，并在轴孔内转动，固定装置可作为第一转动轴4的中部支撑部分，确保第一转动轴4平稳转动；第一转动轴4后端的转动装置，可作为第一转动轴4的后部支撑固定部位，确保第一转动轴4平稳转动；第一转动轴4前端套装于轴筒6后端，带动轴筒6转动，轴筒6套装于套筒7内，套筒7具有前端承重和定位导向作用，确保轴筒6的转动在轴心线上，使导向装置5精准的沿标准件2表面运动，在压缩弹簧8的作用以及轴筒6的转动作用下，轴筒6沿圆周曲面的起伏轨迹，作轴向方向的前进与后退运动，实现待加工工件3的加工端面按照标准件2端面轨迹与刀具接触进行切削。本发明因结构的稳定性，一个导向装置5 即可实现非对称的圆周曲面轨迹临摹。

所述套筒7前端设有压板，所述压缩弹簧8位于压板轴筒6之间，便于压缩弹簧8轴向压缩，使导向装置5的滚轴紧密的压在标准件2的不规则圆周曲面上。所述套筒7上设有油路和供油装置，所述供油装置通过油路与套筒7内部连通，供油减少转动过程中的摩擦与振动，确保轴筒6平稳的沿轴心转动。

所述转动装置由驱动电机13、旋转爪盘14、定位轴15和联轴器16组成，所述定位轴15前端通过联轴器16与第一转动轴4后端连接，定位轴15后端卡接于旋转爪盘14上，所述驱动电机13带动旋转爪盘14转动，转动装置实现了第一转轴的后端固定，采用定位轴15确定轴心，通过联轴器16与第一转轴连接，采用的联轴器16具有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用，确保转轴在前后运动过程中不会脱轴。

所述第一转动轴4、轴筒6、套筒7、第二转动轴9、压缩弹簧8、定位轴15和联轴器16位于同一轴心线上，在确保同轴度后，通过转动装置、固定装置、套筒7对其进行稳固定位，分段支撑，确保其在运作过程中，不会因为振动造成轴心线的脱落。

所述固定装置由定位基座12、抱箍11构成，定位基座12固定于机床1上，所述抱箍11夹持于标准件2后端，抱箍11通过紧固螺栓固定于定位基座12上，连接第一转轴的轴孔为于定位基座12上，抱箍11进行标准件2的夹紧。根据待加工产品的不同，可通过更换标准件2的方式进行更换，采用抱箍11能进行不同规格大小的标准件2夹持。

所述套筒7与固定标准件2的固定装置之间设有定位连接件，所述定位连接杆两端分别与套筒7、定位基座12焊接，虽套筒7与固定标准件2的固定装置都固定在机床1上，但为了确保第一转轴与轴筒6的在运转过程中的同轴度，采用定位连接件将套筒7与固定装置固定，使其振动频率一致，确保同轴度，确保导向装置5沿标准件2端面轨迹平稳运行。

所述刀具定位工装由工装基座17、刀具基座18、刀具夹持座19构成，所述机床1延其长度方向设有横向丝杆20，工装基座17通过横向丝杆20沿机床 1横向方向移动，通过横向丝杆20调整刀具横向距离，便于对待加工工件3轴向长度方向加工；所述工装基座17上设有纵向丝杆21，刀具基座18通过纵向丝杆21沿机床1纵向方向移动，通过纵向丝杆21调整刀具纵向移动，便于对待加工工件3径向方向加工。通过手动调整刀具的横向、纵向进步量，实现待加工工件3的加工成型，所述工装基座17与机床1之间、以及工装基座17与刀具基座18之间均设有定位导向槽，定位导向槽在行程调节过程中起稳定移动的作用。

所述刀具夹持座19设置于刀具基座18上，所述刀具夹持座19与刀具基座18转动连接，在刀具夹持座19与刀具基座18之间还设有紧固装置，刀具夹持座19通过紧固装置与刀具基座18限位固定，实现刀具的水平面转动，便于调整刀具切割角度。

以上对本发明所提供的一种圆周曲面的加工切削机床进行了详尽介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，对本发明的变更和改进将是可能的，而不会超出附加权利要求所规定的构思和范围，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。